不少電力運維企業(yè)近期咨詢,針對變壓器油的油介損測試是否需要納入常規(guī)絕緣油監(jiān)測流程,能否切實降低電力設(shè)備預(yù)防性維護的綜合成本?還有部分地市電力監(jiān)管單位詢問,當前油介損測試的執(zhí)行是否符合現(xiàn)行電力設(shè)備運維的強制規(guī)范,檢測數(shù)據(jù)能否作為絕緣油監(jiān)測合格的判定依據(jù)?這兩類問題基本覆蓋了當前油介損測試應(yīng)用端的核心訴求,結(jié)合現(xiàn)行行業(yè)標準與一線運維經(jīng)驗可以給出明確解答。
油介損測試的核心檢測對象是作為電力設(shè)備核心絕緣介質(zhì)的變壓器油,測試原理是通過施加特定頻率的交流電場,測量變壓器油在電場作用下的介質(zhì)損耗因數(shù),也*是電能轉(zhuǎn)化為熱能的損耗比例,這一參數(shù)可以直接反映變壓器油的老化程度、受潮情況以及雜質(zhì)污染水平【1】。作為絕緣油監(jiān)測的核心檢測項之一,油介損測試的應(yīng)用場景覆蓋了絕大多數(shù)使用油浸式電力設(shè)備的場景,包括電網(wǎng)公司的輸變配電設(shè)施運維、新能源電站的升壓變巡檢、工業(yè)企業(yè)自備電廠的核心設(shè)備排查、數(shù)據(jù)中心備用電源的定期檢測等。
很多B端用戶之前對油介損測試的重視程度不足,往往等到電力設(shè)備出現(xiàn)放電異響、溫度異常等顯性故障后才開展絕緣油監(jiān)測,此時變壓器油已經(jīng)劣化到較為嚴重的程度,甚至已經(jīng)對電力設(shè)備的固體絕緣結(jié)構(gòu)造成不可逆損傷,后續(xù)維修成本往往是定期開展油介損測試成本的數(shù)百倍。比如南方某中型鋼鐵企業(yè)的110kV自備主變,此前未將油介損測試納入預(yù)防性維護常規(guī)流程,常規(guī)巡檢僅做外觀和溫度檢測,運行3年后出現(xiàn)內(nèi)部絕緣擊穿故障,直接停產(chǎn)維修72小時,加上設(shè)備維修費用總損失超過200萬元,后續(xù)該企業(yè)將油介損測試納入每季度一次的絕緣油監(jiān)測流程,運行5年來未再出現(xiàn)同類絕緣故障,預(yù)防性維護的綜合成本下降了40%以上。
對于B端用戶*為關(guān)心的成本與性能參數(shù)問題,油介損測試的性價比優(yōu)勢十分明顯。首先油介損測試的核心判定參數(shù)清晰,按照現(xiàn)行*標準要求,運行中變壓器油的90℃介質(zhì)損耗因數(shù)不應(yīng)超過0.04,注入新設(shè)備的變壓器油該參數(shù)不應(yīng)超過0.005【2】,檢測數(shù)據(jù)無需復雜解讀即可直接判斷變壓器油的狀態(tài)。其次油介損測試的單次檢測成本較低,即使是第三方機構(gòu)上門檢測,單臺主變的油介損測試費用僅在數(shù)百元到上千元不等,相比電力設(shè)備非計劃停運帶來的損失幾乎可以忽略不計。
對于G端用戶關(guān)心的標準規(guī)范問題,當前多項*和行業(yè)標準均已明確將油介損測試列為絕緣油監(jiān)測的必測項,GB/T 7595-2017《運行中變壓器油質(zhì)量》中明確要求,不同電壓等級的運行中變壓器油都需要定期檢測介質(zhì)損耗因數(shù),檢測結(jié)果不合格的需要及時開展過濾或更換處理。各地電力監(jiān)管部門在開展電力安全專項檢查時,油介損測試的歷史記錄、檢測報告也是必備的核查材料,未按要求開展絕緣油監(jiān)測的單位可能被要求限期整改,甚至面臨行政處罰。
從實際運維數(shù)據(jù)來看,將油介損測試納入電力設(shè)備預(yù)防性維護體系,可以提前發(fā)現(xiàn)80%以上的變壓器油劣化隱患,有效降低電力設(shè)備的絕緣故障發(fā)生率。某省級電網(wǎng)公司2021年開始在全省范圍內(nèi)推行包含油介損測試在內(nèi)的絕緣油監(jiān)測標準化流程,當年全省110kV及以上主變的絕緣故障發(fā)生率較上一年下降了32%,因絕緣故障導致的停電時長下降了41%,運維效率得到明顯提升。
不少B端用戶在自行開展油介損測試時,經(jīng)常出現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)偏差大、無法作為判定依據(jù)的問題,核心原因是沒有嚴格按照規(guī)范開展檢測。首先采樣環(huán)節(jié)需要嚴格遵循操作要求,采樣時需要從電力設(shè)備的取樣閥處采集,避免采集底部沉積的雜質(zhì)和頂部接觸空氣的油樣,采樣瓶需要提前干燥密封,避免水分和雜質(zhì)混入影響檢測結(jié)果。其次檢測環(huán)節(jié)需要控制好溫度,油介損測試的標準測量溫度為90℃,如果測試溫度偏差超過1℃,需要按照換算公式對結(jié)果進行校正,否則數(shù)據(jù)誤差可能超過20%【3】。
對于G端用戶關(guān)心的檢測報告有效性問題,承擔油介損測試的機構(gòu)需要具備CMA或者CNAS資質(zhì),檢測流程嚴格按照*標準執(zhí)行,出具的檢測報告才可以作為監(jiān)管備案、項目驗收的有效材料。如果是企業(yè)自行開展油介損測試,需要定期對檢測設(shè)備進行校準,保存完整的檢測原始記錄,以備監(jiān)管部門核查。
不同電壓等級的電力設(shè)備,油介損測試的周期也有明確要求,按照DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》的要求,110kV及以上電壓等級的主變壓器,每6個月需要開展一次油介損測試,35kV電壓等級的電力設(shè)備可以每12個月開展一次,新能源電站的升壓變壓器、沖擊負荷較大的工業(yè)用電力設(shè)備,建議將檢測周期縮短至3個月一次,及時發(fā)現(xiàn)變壓器油的劣化隱患。
油介損測試雖然可以有效反映變壓器油的整體狀態(tài),但要全面評估電力設(shè)備的健康水平,還需要和其他絕緣油監(jiān)測手段協(xié)同應(yīng)用。比如當油介損測試發(fā)現(xiàn)介質(zhì)損耗因數(shù)超標時,可以同步開展微水測試,如果微水含量也超過標準值,說明變壓器油受潮,需要開展真空脫水處理;如果同步開展的油色譜分析發(fā)現(xiàn)乙炔、氫氣等特征氣體含量超標,說明電力設(shè)備內(nèi)部存在局部放電或者過熱故障,需要及時停電排查內(nèi)部缺陷。
當前不少電力運維企業(yè)已經(jīng)搭建了包含油介損測試在線監(jiān)測裝置的絕緣油監(jiān)測系統(tǒng),可以實時采集變壓器油的介質(zhì)損耗因數(shù)數(shù)據(jù),一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常波動*自動觸發(fā)預(yù)*,相比傳統(tǒng)的離線檢測,在線油介損測試可以進一步提升預(yù)防性維護的響應(yīng)速度,及時發(fā)現(xiàn)突發(fā)的絕緣隱患。需要注意的是,在線油介損測試裝置需要定期用離線檢測數(shù)據(jù)進行校準,避免長期運行出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移的問題。
參考文獻
【1】 GB/T 5654-2007 液體絕緣材料 相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量
【2】 GB/T 7595-2017 運行中變壓器油質(zhì)量
【3】 DL/T 596-2021 電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程